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04
2019
-
03
汽车发动机用冷却液及其复合添加剂
作者：
汽车发动机用冷却液是发动机正常工作必不可少的工作介质。它应同时具有冷却、防腐蚀、防沸、防垢、防冻等多种作用。在市场上俗称为防冻液。在人们印象中，防冻液只是冬天使用的，其实不对，应是常年使用，称冷却液比较科学。
汽车发动机 60 %的故障来自于冷却系统失效，并与冷却液相关。正常工作的发动机，只有 1/3 能量作为驱动， 1/3 尾气排放，剩下的 1/3 则导致发动机升温。冷却系统冷却性能直接影响发动机散热，发动机过高的升温，会导致润滑油粘度下降，使润滑性能受损，从而影响发动机正常工作甚至导致发动机损坏。
目前市场上用的多是乙二醇 / 水系冷却液。用户按地区的最低温度选择不同冰点的冷却液，如 -15 ℃ 、 -30 ℃ 等。
乙二醇 / 水是冷却液的基础液，不能直接使用，还需要添加复合添加剂以改善乙二醇 / 水体系防腐蚀、防垢等综合性能。复合添加剂可直接加在乙二醇中，配成冷却液的浓缩液，用户使用时再按说明书要求，用不同体积比的去离子水调配成工作液，也可在用乙二醇、去离子水直接冲调工作液时，同时按比例添加复合添加剂。 由于冷却液的浓缩液是一成品，其复合添加剂的量是一定的，其 50%(V/V) 的水稀释液冰点为 -38 ℃ 、其 25 %( V/V )的水稀释液冰点为 -12 ℃ ，其中复合添加剂的量却相差一倍，这是不合理的，因为随着水量增加，腐蚀性加大，而复合添加剂的量却减少。
对直接生产冷却液工作液的生产厂而言，还是根据市场需要，直接用乙二醇、水、复合添加剂调配较为合理。
本文通过冷却液的基础液，复合添加剂，冷却液标准及指标的介绍，希望能给用户较全面地认识发动机冷却液提供些许帮助，以便合理选择、使用。
• 冷却液的基础液
目前用的最多的是乙二醇 / 水系的基础液。
“发动机冷却液级乙二醇规范”见 ASTM D5223(1987) ;乙二醇 / 水系的冰点、乙二醇 / 水系沸点可在相关文献查得。
冷却液的冰点、沸点、密度等理化指标取决于乙二醇 / 水之间比例。
比热容、热导率、粘度、沸点等是影响乙二醇 / 水溶液传热性能的指标。
随着乙二醇 / 水系中，乙二醇量的增加，比热容、热导率都有一定减少，即热交换效率降低，但为了顾及在使用中冰点的要求，也只有牺牲一定的传热性能要求。
在美国材料试验协会的标准 ASTM D 3306(2000) 中，还包括了丙二醇 / 水系冷却液。
丙二醇毒性低，可用于化妆品、食品、烟草中，其白鼠口服半致死量 LD 50 为 28000 ～ 30000mg/g 。在人体内的正常代谢产物为乳酸、丙酮酸，均属人体的正常代谢物。乙二醇白鼠口服半致死量 LD 50 为 4700mg
，虽属低毒，但对人体而言其 LD 50 却只有 298mg ，在人体内乙二醇的代谢产物为羟基乙酸和草酸，容易导致体内酸碱平衡失调，影响肾功能。
由于乙二醇的毒性比丙二醇要大得多，所以丙二醇 / 水冷却液引起了关注，早在 1972 年，瑞士就禁止在超市、零配件商店公开销售乙二醇 / 水系冷却液，北欧诸国近年来也一直选用丙二醇 / 水系冷却液。
在废水处理过程中，丙二醇易生物降解， 5d 即可降解 69% ，而乙二醇 5d 只降解 36% 。
关于乙二醇 / 水、丙二醇 / 水系冷却曲线比较见图
汽车发动机 60 %的故障来自于冷却系统失效，并与冷却液相关。正常工作的发动机，只有 1/3 能量作为驱动， 1/3 尾气排放，剩下的 1/3 则导致发动机升温。冷却系统冷却性能直接影响发动机散热，发动机过高的升温，会导致润滑油粘度下降，使润滑性能受损，从而影响发动机正常工作甚至导致发动机损坏。
目前市场上用的多是乙二醇 / 水系冷却液。用户按地区的最低温度选择不同冰点的冷却液，如 -15 ℃ 、 -30 ℃ 等。
乙二醇 / 水是冷却液的基础液，不能直接使用，还需要添加复合添加剂以改善乙二醇 / 水体系防腐蚀、防垢等综合性能。复合添加剂可直接加在乙二醇中，配成冷却液的浓缩液，用户使用时再按说明书要求，用不同体积比的去离子水调配成工作液，也可在用乙二醇、去离子水直接冲调工作液时，同时按比例添加复合添加剂。 由于冷却液的浓缩液是一成品，其复合添加剂的量是一定的，其 50%(V/V) 的水稀释液冰点为 -38 ℃ 、其 25 %( V/V )的水稀释液冰点为 -12 ℃ ，其中复合添加剂的量却相差一倍，这是不合理的，因为随着水量增加，腐蚀性加大，而复合添加剂的量却减少。
对直接生产冷却液工作液的生产厂而言，还是根据市场需要，直接用乙二醇、水、复合添加剂调配较为合理。
本文通过冷却液的基础液，复合添加剂，冷却液标准及指标的介绍，希望能给用户较全面地认识发动机冷却液提供些许帮助，以便合理选择、使用。
• 冷却液的基础液
目前用的最多的是乙二醇 / 水系的基础液。
“发动机冷却液级乙二醇规范”见 ASTM D5223(1987) ;乙二醇 / 水系的冰点、乙二醇 / 水系沸点可在相关文献查得。
冷却液的冰点、沸点、密度等理化指标取决于乙二醇 / 水之间比例。
比热容、热导率、粘度、沸点等是影响乙二醇 / 水溶液传热性能的指标。
随着乙二醇 / 水系中，乙二醇量的增加，比热容、热导率都有一定减少，即热交换效率降低，但为了顾及在使用中冰点的要求，也只有牺牲一定的传热性能要求。
在美国材料试验协会的标准 ASTM D 3306(2000) 中，还包括了丙二醇 / 水系冷却液。
丙二醇毒性低，可用于化妆品、食品、烟草中，其白鼠口服半致死量 LD 50 为 28000 ～ 30000mg/g 。在人体内的正常代谢产物为乳酸、丙酮酸，均属人体的正常代谢物。乙二醇白鼠口服半致死量 LD 50 为 4700mg
，虽属低毒，但对人体而言其 LD 50 却只有 298mg ，在人体内乙二醇的代谢产物为羟基乙酸和草酸，容易导致体内酸碱平衡失调，影响肾功能。由于乙二醇的毒性比丙二醇要大得多，所以丙二醇 / 水冷却液引起了关注，早在 1972 年，瑞士就禁止在超市、零配件商店公开销售乙二醇 / 水系冷却液，北欧诸国近年来也一直选用丙二醇 / 水系冷却液。
在废水处理过程中，丙二醇易生物降解， 5d 即可降解 69% ，而乙二醇 5d 只降解 36% 。
关于乙二醇 / 水、丙二醇 / 水系冷却曲线比较见图